輕子
不參與強作用自旋為ћ/2的費米子
輕子(lepton)是指不參與強相互作用的自旋為ћ/2的費米子。輕子包括電子、μ子、τ粒子和與之相應的中微子(ν、ν和ν以及它們的反粒子)。電子e、μ和τ粒子的質量分別為0.51兆電子伏、105.66兆電子伏和1,776.99兆電子伏,它們都帶有一個單位的負電荷。它們的反粒子e、μ和τ帶有一個單位的正電荷。中微子及其反粒子不帶電,是中性粒子,近年來實驗結果表明中微子具有非零的靜質量。
三代輕子的源及其內部結構圖
在輕子參與的所有弱相互作用和電磁相互作用過程中,發現存在一個守恆的量子數,稱為輕子數。所有正粒子的輕子數為+1,反粒子的輕子數為-1。對所有的反應過程,輕子數的代數和在反應前後不變。與電荷守恆不同,電荷守恆與電磁相互作用相聯繫,而輕子數守恆沒有已知的相互作用為根據,只是實驗上發現它總是守恆。
三代輕子圖
輕子家族的粒子有六種味,它們具有以下兩個重要性質:
(1)輕子不參與強力的相互作用,只受電磁力和弱力的影響;
(2)輕子數守恆,即輕子只能以粒子反粒子成對地產生或湮滅,總的輕子數(輕子數目減去反輕子數目)在已知的一切物理過程中保持不變。
已知的六種味的輕子成對出現,每一對包括一種荷電輕子和一種被稱為中微子的中性輕子。